包装机的推包机构

1、包装机的推包机构机械原理课程设计 TOC o 1-5 h z 一(包装机推包机构的功能和设计要求4机器的功能要求及工作原理4(1)总功能要求4工作原理及工艺动作工程4机器的原始数据及设计要求5(1)设计数据5(2设计要求5构造选型5构造组合5二(机构运动循环图的确定6三.课程设计的方案及方案的选择7包装机推包机构方案设计7包装机推包机构运动方案的选择和评定8四(包装机推包机构运动方案的尺度综合9功能元分解9减速设备12曲柄滑块导杆13电动机及电动机的选择13(1)电动机13电动机的选择14五(机械运动方案示意 TOC o 1-5 h z 图15六(课程设计心得体会16参考文献17包装机的推包机

2、构第1页共17页机械原理课程设计一(包装机推包机构的功能及设计要求1.1机器的功能要求及工作原理(1)总共能要求推包机构能够实现推送，回程全自动一体化的一个机构。它由推包机构，回程 机构以及电动机组成包装机推包机是一种包装机中不可缺少的一部分，它推送物品 到达指定包装工作台该机构取代了传统的人工移动物品，工作效率底的缺点。在推 头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便 缩短空回程的时间，提高工效。(2)工作原理及工艺动作工程为加快工业中的机械效率，一般情况下都利用设计好的一定的特殊机械机构来 自动完成某些过程，下面是某包装机的推包机构，其输入运动为连续回转运动，

3、要 求推头按如图所示轨迹运动：图1.1推包机构执行构件运动要求? ab推包段；? bc水平退回；? de低位退回，cd下降，ea上升复位。?其中：L=350mm，S=750mm，H=50mm。机器的原始数据与设计要求第2页共17页机械原理课程设计（1）设计数据1）电机驱动，即必须有曲柄。2）输送架平动，其上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线（以下将该曲 线简称为轨迹曲线）。3）轨迹曲线的AB段为近似的水平直线段，其长度为L=350 mm，允差?20 mm（这对应于工件的移动）；轨迹曲线的CDE段的最高点低于直线段AB的距离至少为H =50mm，（以免零件停歇时受到输送架的不应有的回碰）。4

4、）在设计图中绘出机构的四个位置，AB段和CDE段各绘出两个位。须注明机构 的全部几。（2）设计要求1）ab为工作行程段，应保证其轨迹形状及行程L;2）cdea为复位段，其轨迹形状不作严格要求，但应保证垂直移动距离H及有一水平段de;3）对高位水平退回段bc也应保证其轨迹形状及距离S;4）在推包段ab，推头应近于匀速运动；5）为提高工效，应尽量缩短回程复位时间。机构选型实现改推包机构可以使用偏置滑块机构、往复移动凸轮机构、盘形凸轮机构、导杆机构、凸轮机构、双凸轮机构、摇杆机构滑块机构及组合机构。机构组合对这种运动要求，若用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把若干个基本 机构组合起来，设计组合机

5、构。在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而 沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是 让它与一个输出变速度的附加机构组合。二（机构运动循环图的确定第3页共17页机械原理课程设计根据工艺动作循环和协调要求拟定机构的运动循环图。曲柄导杆机控制水平向左控制水平向右构凸轮机构高度不变控制向高度不控制下运动变向上运动偏置滑块机构主要是实现推头的往复的直线运动，从而实现推头在推包以及返 回的要求。凸轮机构实现的是使推头在返程到上图1.1所示C点的时候能够按照给 定的轨迹返回而设计的。包装时速度不需要很快，具有急回特性。通过齿轮组实现 较大的传

6、动比可根据需求将电动机的速度降低到所需速度，再将速度传给曲柄和凸 轮，曲柄控制机构水平方向的往复运动，凸轮控制机构上下往复运动。第4页共17页机械原理课程设计三（课程设计的方案及方案的选择包装机推包机构的方案设计据前述该机构的功能和要求可有以下几种方案，下面将一一说明方案一:偏置 滑块机构与盘形凸轮机构的组合之一baced图3.1.1偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合之一方案二:采用导杆机构与凸 轮机构的组合机构acbed图3.1.2导杆机构与凸轮机构的组合机构第5页共17页机械原理课程设计方案三:双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合acbde图3.1.3双凸轮机构与摇杆机构滑块机构的组合包装机推包机

7、构运动方案的选择和评定由上述三个方案设计图3.1.1,3.1.2,3.1.3可以看出：方案一:方案一的机构主要是由一个偏置滑块机构以及一个凸轮机构组合而成 的。这个机构在设计方面，凸轮与从动见的连接采取滚动从动件，而且凸轮是槽型 的凸轮，这样不但能够让从动件与凸轮之间的连接更加紧凑，而且因为采用了滚动 从动件，能使减轻凸轮对它的冲击，从而提高了承载能力。而采用的偏置滑块机构 能够实现滑块具有急回特性，使其回程速度高于工作行程速度，以便缩短空回程的 时间，提高工作效率。但此机构的使用的是槽型凸轮，槽型凸轮结构比较复杂，加 工难度大，因此成本会比较高。偏置滑块儿机构与盘型凸轮机构的组合，利用弹簧

8、力，从动件自重等外力使从动件与凸轮始终保持接触，平面与盘型凸轮直接接触容 易产生磨损，而且不够平稳。方案二：图3.1.2导杆机构与凸轮机构的组合机构相对于其它的设计机构显的 简单的多，采用平底从动件，多数平底与其速度方向垂直，因此受力情况好，传动 效率高，与凸轮接触面间易形成锲形油膜，易润滑，结构维护简单、体积小，重量 轻，但不能与内凹或直线轮廓工作，且平底不能太长。多用于高速小型凸轮机构。 该设计若L过大则机身过高，对于L较小是比较好的设计。第6页共17页机械原理课程设计方案三:该机构由凸轮1和凸轮2,以及5个杆组成。机构一共具有7个活动构 件。机构中的运动副有7个转动副，4个移动副以及两个

9、以点接触的高副。其中机 构的两个磙子存在两个虚约束。由此可知：机构的自由度F=3n-2Pl+Ph-p =1机构中有一个原动件，原动件的个数等于该机构的自由度。所以，该机构具有 确定的运动。在原动件凸轮1带动杆3会在一定的角度范围内摇动。通过连杆4推 动杆5运动，然后连杆6在5的推动下带动推头做水平的往返运动，从而实现能推 动被包装件向前运动。同时凸轮2在推头做回复运动的时候通过向上推动杆7,使 连杆的推头端往下运动，从而实现推头在给定的轨迹中运动。该机构中除了有两个 凸轮与从动间接触的两个高副外，所有的运动副都是低副。在凸轮与从动件的接触 时，凸轮会对从动件有较大的冲击，为了减少凸轮对从动件冲

10、击的影响，在设计过 程中把从动件设计成为滚动的从动件，可以间接增大机构的承载能力。同时，凸轮 是比较大的工件，强度比较高，不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。在 整个机构的运转过程中，原动件1是一个凸轮，凸轮只是使3在一定角度的往复摆 动，而对整个机构的分析可知，机构的是设计上不存在运转的死角，机构可以正常的往复运行。机构中存在两个凸轮，不但会是机构本身的重量增加，而且凸轮与其他构件的连接是高副，而高副承载能力不高，不利于实现大的载荷。而整个机构连接不够紧凑，占空间比较大。综合此次设计要求和尺寸要求，本人觉的图3.1.2的机构设计在此设计中较为 合理，所以选取方案二。四(包装机推包机构运

11、动方案的尺度综合功能元分解由方案二图3.1.2可知此机构可分解为俩个运动，凸轮机构控制运输爪的升 降，导杆机构控制往复运动，俩者的配合及凸轮的设计可以达到abcde的轨迹。如 图4.1中1、2为主动件，2、3、4和5的导杆机构，可以完成a、b、c间或c、d 间的往复运动，1的凸轮与4机构的平底接触，可以使整个4机构上下往复运动， 从而有abc与cd间的高度差，通过设计凸轮的参数，配合导杆机构完成整个 abcde的运动轨迹。下面将俩个机构按功能分开设计：功能一:导杆机构一一实现a、b、c或d、e间的往复运动第7页共17页机械原理课程设计此处导杆机构中AB=350 mm，为输送爪的输送距离L，OE

12、为摇杆，BC为导杆 是，S=750mm.(1)设计简图图4.1.1导杆机构设计图(2)设计推导公式ABmm,350 OEmm,80 ，BCmm，750 ，OEBC,第8页共17页机械原理课程设计1,BDABBCsin2OE,sin,222CDBDBC,OC,由上述式得：OEOC,343.47 mm,sin222CDBCBDmm,729.30由计算得主动件2的安装位置和CD的高。功能二：凸轮机构一一实现4机构的上下往复运动 此方案中设计的凸轮两端为圆的一部分，其中则高(轨迹曲线的CDE段的最高点低于直线段AB的距离至少为H =50 mm)。(1)设计简图DFA BOEC图4.1.2凸轮机构设计图

13、第9页共17页O机械原理课程设计(2)设计说明由设计需求知，此轨迹需近似矩形，abc段和de段的直线往复，需将凸轮此时 的轮廓设计为圆弧，由图3.1.2可计算出，圆弧CBD为输送机构轨迹的abc段作支撑，所以为圆 弧EF段为其轨迹的de段作支撑，也为圆弧，让运动变的平稳很多。减速设备接曲柄图4.1.3减速设备通过齿轮组实现较大的传动比可根据需求将电动机的速度降低到所需速度，再 将速度传给曲柄和凸轮，曲柄控制机构水平方向的往复运动，凸轮控制机构上下往 复运动。其中主要参数为曲柄滑块导杆的设计参数，设计需求表明对水平方向的参 数即曲柄滑块导杆机构的参数要求较严格，凸轮参数方面只需保正其机构的上下的

14、 高度差和与曲柄滑块导杆机构的配合即可。第10页共17页机械原理课程设计曲柄滑块导杆图4.1.4导杆机构在图5.2导杆机构中，已知曲柄的长度上转角错误未找到引用源。，、等 角速度11错误未找到引用源。及中心距错误未找到引用源。L,我们来分析下 导杆的转角错,14误未找到引用源。，、角速度错误未找到引用源。和角加速 度错误未找到引用,33源。，以及滑块在导杆上的位置s、滑动速度错误未找到引用源。V及加速 度 a。 ,3B2B3B2B3电动机及电动机的选择(1)电动机传动机构一般由原动机、传动装置和工作机三部分如图第11页共17页机械原理课程设计1电动机2齿轮联轴器3减速器电动机的选择:选择电机类

15、型：电动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、 内机、蒸汽机、水轮机、气轮机、液动机等。电动机结构简单、工作可靠、控制方 便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。电动机已经是系列化了，通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。机械 设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有 无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速，确 定具体的型号。生产的单位一般用三相交流电源，如无特殊的要求（如在较大范围内平稳地调 速，经常启动和反转等），通常都采用三相交流异步电动机。我国已制定了一标准 的，系列是一般用途的全封闭的自扇冷鼠笼型

16、三相异步电动机，适用于不易燃、不 易爆、无腐蚀气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌 机、农业机械食品机械等。由于，系列还具有启动性好的优点，因此也适合某些对 启动转矩要求较高的机械。三相交流异步电动机根据其额定功率和满载转速的不同，具有系列型号。为适 应不同的安装需要，同一类的电动机结构又制成若干种安装形式。各类型的电动机 的参数和外型及安装尺寸可查手册。第12页共17页机械原理课程设计五（机械运动方案示意图根据机械的工作顺序与协调配合绘制出机械的运动方案示意图。方案图如图 5-1所示。ac be d5.1运动示意图经计算得自由度F=1,该机构有一个主动件，所以该机构可以

17、正常运转。六（课程设计心得体会作为一名机械工程及自动化大二的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有 意义，而且是十分必要的。在已度过的大二的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面,如何把我们所 学到的专业基础理论知识用到实践中去呢,我想做类似的大作业就为我们提第13页共17页机械原理课程设计 供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触 最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标 准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设 计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽

18、情在幻想的世界里翱翔，我们是工 程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法 升级为设计。作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，由于本次大作 业要求用AutoCAD制图、所以我们还要好好掌握这几门软件。虽然过去从未独立应 用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率好高，记得大一学CAD时觉 得好难就是因为我们没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，这样效率 当然不会高。边学边用这样才会提高效率，这是我作本次课程设计的第二大收获。 但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。通过这次设计，我对机械运动原理有了更深一步的了解，机械设计不仅要满足运动轨迹，更还要考虑受力程度和工作行程，这些我都感受很深。这次课程设计既学到了知识，又培养了一点创新设计能力，我感到十分满意。谈谈我的意见和建 议：首先，我觉得老师给我们作类似的课程